Sind Bakterien das Material für die Computer der Zukunft?

Um immer ausgefeiltere und leistungsfähigere Computer zu entwickeln und zu bauen, wenden sich Forscher Nanomaterialien zu, darunter Graphen.

Neue Forschung

Über Graphen und seine Eigenschaften, die es in mancher Hinsicht zu einem einzigartigen Material machen, wird schon seit einiger Zeit gesprochen. Graphen, eine dünne Kohlenstoffschicht, vielleicht so dick wie ein Atom, ist ein revolutionäres Nanomaterial, weil es Strom leiten kann und zudem mechanisch belastbar ist; außerdem ist es ein sehr flexibles Material.

Anne S. Meyer, Associate Professor für Biologie an der University of Rochester, und ihre Kollegen an der Delft University of Technology in den Niederlanden versuchen, die Hürde der Reproduzierbarkeit von Graphen im großen Maßstab zu überwinden. Die angewandte Methode senkt Kosten und Zeit und ist im Vergleich zu chemischen Verfahren auch äußerst nachhaltig. Aus Graphit gewonnen, ist Graphen viel stabiler als ein Atom, das den Zustand der natürlichen Elemente bildet. Tatsächlich wurden bereits alternative Methoden eingeführt, die jedoch seine Dicke und Reinheit verringern. Und hier setzt Meyers Arbeit an.

Quelle: Foto der Delft University of Technology / Benjamin Lehner

Die Technik

Das Wissenschaftlerteam begann mit einem Fläschchen Graphit. Sie lösten das Graphit in Schichten ab, um Graphenoxid (GO) herzustellen, das sie dann mit Shewanella-Bakterien vermischten. Die Bakterien entfernen die meisten Sauerstoffgruppen, wodurch es zu einem guten Stromleiter wird. Durch dieses Verfahren lässt es sich im Labor über längere Zeit lagern. Graphenoxid ist ein ideales Material, weil es leicht und ein guter Leiter ist, aber in der Regel eine geringe Zahl von Sauerstoffgruppen behält, die genutzt werden können, um sich an die interessierenden Moleküle zu binden.

Mögliche Anwendungen

Studien des Teams von Dr. Meyer haben vorhergesagt, dass durch Bakterien erzeugtes Graphen auch die Grundlage für leitfähige Tinten sein könnte, mit denen sich Computertastaturen, Leiterplatten oder kleine Drähte herstellen lassen, wie sie etwa verwendet werden, um Autoscheiben schneller und effizienter zu enteisen. Erste Rückmeldungen könnten in naher Zukunft zur Entwicklung neuer fortschrittlicher Nanoverbundwerkstoffe führen.

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